Открытие совершили исследователи из Института биохимии и физиологии микроорганизмов имени Г.К. Скрябина РАН ФИЦ ПНЦБИ РАН (на фото: кандидаты биологических наук Афошин Алексей Сергеевич, Леонтьевская Наталья Валерьевна, Леонтьевская Елена Алексеевна, Кудрякова Ирина Валерьевна) совместно с коллегами из Института белка РАН, Пущино (доктор физико-математических наук Богдан Степанович Мельник) и Центра био- и медицинских технологий, Сколково (Булавко Егор Сергеевич и кандидат физико-математических наук Дмитрий Николаевич Иванков).
Учёные обнаружили в структуре бактериолитического фермента Blp участок, который отвечает за его связывание с клеточной стенкой бактерий. Ранее коллектив уже отобрал 12 подобных ферментов, но именно Blp и амидаза Ami показали наибольшую эффективность против патогенов, включая те, что нечувствительны к традиционным препаратам. Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда.
Открытие поможет в разработке новых эффективных лекарств для борьбы с болезнетворными микроорганизмами, устойчивыми к существующим антибиотикам.
Бактериолитические ферменты способны разрушать клеточную стенку бактерий и рассматриваются как перспективная альтернатива традиционным антибиотикам. Однако до сих пор было неясно, какие молекулярные механизмы позволяют этим белкам распознавать клетки-мишени и запускать их разрушение.
Ученые обнаружили в структуре фермента Blp, выделенного из бактерии Lysobacter capsici, особый связывающий участок — «якорь» для взаимодействия с клеточной стенкой бактерий. Без этого этапа фермент не может эффективно разрушать бактериальные клетки.
С помощью молекулярного моделирования, генетических методов и биохимических экспериментов ученые определили участок белка, который обеспечивает его первичное связывание с клеточной стенкой бактерии.
Замена двух аминокислот — тирозина-160 и аспарагина-136 — значительно ослабила связывание фермента с клеточной стенкой Staphylococcus aureus и снизила его способность уничтожать клетки патогена. Это позволило впервые определить ключевые элементы, отвечающие за работу фермента.
«В дальнейшем мы продолжим изучать молекулярные основы работы бактериолитических ферментов. Полученные знания будут полезны для направленной настройки ферментов с целью улучшения их антимикробных свойств», - рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Ирина Кудрякова, кандидат биологических наук. «Без четкого понимания работы биомолекулы невозможно разрабатывать эффективные антимикробные препараты нового поколения. Разработка перспективных отечественных антимикробных ферментных препаратов — наша основная цель», — рассказывает Ирина Кудрякова, старший научный сотрудник Института биохимии и физиологии микроорганизмов имени Г.К. Скрябина РАН — обособленное подразделение ФИЦ «Пущинский научный центр биологических исследований РАН» Результаты опубликованы в журнале International Journal of Molecular Sciences
https://www.mdpi.com/1422-0067/27/12/5246
Подробнее о проекте РНФ
https://rscf.ru/project/24-75-10078/
Подробнее о открытии — на сайте РНФ
https://www.rscf.ru/news/release/uchenye-rasshifrovali-mekhanizm-svyazyvaniya-antimikrobnogo-fermenta-s-poverkhnostyu-kletok-misheney/
Подробнее о открытии — в газете ПОИСК
https://poisknews.ru/biologiya/uchenye-rasshifrovali-mehanizm-svyazyvaniya-antimikrobnogo-fermenta-s-poverhnostyu-kletok-mishenej/
Подробнее о открытии — на сайте НАУКА.Мейл.ру
https://science.mail.ru/news/53029-molekulyarnyij-kryuchok/ https://science.mail.ru/news/53019-borba-s-ustojchivymi-bakteriyami/
Источники: Ирина Кудрякова, ИБФМ РАН ФИЦ ПНЦБИ РАН, сайт РНФ
